【摘要】：論述了礦井老空水的賦存特征,分析了長距離定向鉆探的優(yōu)缺點,并以神華烏海能源有限責任公司礦井地面及井下定向鉆探為例,研究了定向鉆探技術在小煤礦邊界及上層無規(guī)律老空積水探查中的技術和經(jīng)濟優(yōu)勢,為同類條件下礦井探查小煤礦邊界及老空水探放提供了新的技術途徑。
【圖文】：

?煤礦采用房柱式開采，無規(guī)律可循，小煤礦采掘邊界及積水范圍不明，使正處于基建階段的礦井整體布局設計難以確定。以首采區(qū)為例，該采區(qū)東部為煤層露頭區(qū)，南北兩側以F64、F61兩條落差大于50m的區(qū)域斷層為界，因礦井不具備井下探查條件，設計通過地面定向鉆探對采空區(qū)邊界進行探查。在靠近三維地震及瞬變電磁異常區(qū)邊界以西的地面施工地面定向鉆孔ZK1、ZK2，，查明兩鉆孔連線以西9#煤是否存在采空區(qū)，待井下施工條件成熟后，再在井下合適位置對物探所圈出的采空區(qū)進行探放水工作，地面定向鉆孔布置示意圖如圖1所示。圖1地面定向鉆孔布置示意圖ZK1、ZK2探查孔使用G－55型定向鉆機施工，兩鉆孔南北向沿地層走向布置，根據(jù)開孔標高及等高線資料，設計造斜段曲率半徑為180m，相應兩鉆孔地面開孔間距360m，水平段沿9#煤層延伸。根據(jù)地面定向鉆探探查結果查明，ZK1、ZK2水平著陸點及終點形成的連線上未發(fā)現(xiàn)9#煤采空區(qū)，因此可判定該連線以西沒有9#煤采空區(qū)，確保首采區(qū)可布設不少于2個工作面，為礦井設計提供了依據(jù)，減少了投資風險。2.2井下定向鉆探探查小煤礦邊界利民煤礦東北部露頭區(qū)與多個小煤礦相鄰，小煤礦均已關停較長時間，采空區(qū)積水對利民礦西北邊界905工作面開采造成威脅。為確保巷道掘進安全同時保證掘進速度，設計采用井下長距離定向鉆探對邊界老空水進行探查。在靠近井田邊界905工作面原設計回風巷內(nèi)對平行于巷道外20m、50m及70m三條線進行探查，探查這三條線上是否存在小煤礦越界現(xiàn)象，利民煤礦井下定向鉆孔布置示意圖如圖2所示。圖2利民煤礦井下定向鉆孔布置示意圖此次探查采用ZDY6000LD坑道定向鉆機施工，為保證探放水垂向上無盲區(qū)，2#孔及2－1#孔分別沿煤層底、頂板布設，距煤層

卸ǜ?連線以西沒有9#煤采空區(qū)，確保首采區(qū)可布設不少于2個工作面，為礦井設計提供了依據(jù)，減少了投資風險。2.2井下定向鉆探探查小煤礦邊界利民煤礦東北部露頭區(qū)與多個小煤礦相鄰，小煤礦均已關停較長時間，采空區(qū)積水對利民礦西北邊界905工作面開采造成威脅。為確保巷道掘進安全同時保證掘進速度，設計采用井下長距離定向鉆探對邊界老空水進行探查。在靠近井田邊界905工作面原設計回風巷內(nèi)對平行于巷道外20m、50m及70m三條線進行探查，探查這三條線上是否存在小煤礦越界現(xiàn)象，利民煤礦井下定向鉆孔布置示意圖如圖2所示。圖2利民煤礦井下定向鉆孔布置示意圖此次探查采用ZDY6000LD坑道定向鉆機施工，為保證探放水垂向上無盲區(qū)，2#孔及2－1#孔分別沿煤層底、頂板布設，距煤層底、頂板間距為0.5m。探查結果表明，905工作面回風巷外70m外無小煤礦采空區(qū)，解除了小煤礦老空水對905工作面的威脅，礦井邊界防水煤柱也由原來的70m降為50m，增加了工作面可采量，避免了資源浪費。3定向鉆探探查煤層上部采空區(qū)積水有些多層煤開采的井田，由于歷史原因現(xiàn)礦井開采中、下層煤時，其上部煤層已存在較早的本礦采空區(qū)或小煤礦采空區(qū)，上層采空區(qū)水嚴重制約了下層煤工作面掘進和安全生產(chǎn)［9］，且由于上部煤層采掘大多無規(guī)律、無準確圖紙，常規(guī)探放難度及工作量較大�？紤]到小煤礦巷道均為沿煤層傾向從高向低采掘，這種情況下可利用井下坑道定向鉆機對上部煤層采空區(qū)沿煤層走向按一定間距進行梳狀探查［10］，可有效探放老空水。神華烏海能源公司五虎山礦9#煤906工作面，其上部為小煤礦開采的8#煤層，采空區(qū)充滿積水，巷道掘進接近探水線時設計采用定向鉆探對采空區(qū)積水進行探放，如圖3所示。探查孔分別自?
【作者單位】： 神華烏海能源有限責任公司利民煤焦有限責任公司;
【基金】：“十二五”國家科技支撐計劃課題(2012BAK04B04)
【分類號】：TD745.2

【參考文獻】

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5 李風華;王福斌;;淺析桌子山煤田主要水害防治措施[J];煤炭技術;2013年11期

6 裔傳標;羅亞兵;史守芳;;定向鉆進技術在張集煤礦探放水中的應用[J];煤炭技術;2010年01期

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4 周永力;孫海江;;某地下水封石洞油庫工程水幕孔施工技術研究[J];長江科學院院報;2014年01期

5 董昌樂;;煤礦坑道定向鉆進隨鉆測量系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集故障原因分析及處理措施[J];甘肅科技;2014年13期

6 程海燕;李希寶;劉凱;;窄煤柱探放采空區(qū)積水技術研究[J];安徽理工大學學報(自然科學版);2009年03期

7 姚寧平;;我國煤礦井下近水平定向鉆進技術的發(fā)展[J];煤田地質與勘探;2008年04期

8 李喬喬;姚寧平;張杰;;煤礦井下水平定向鉆孔軌跡設計[J];煤礦安全;2011年12期

9 李進朋;王凌鶴;;超長距大孔徑定向鉆機裝備及其應用[J];煤礦機械;2011年10期

10 趙永哲;石智軍;趙武強;莫海濤;;高位水平長鉆孔的定向工藝原理及應用[J];煤炭工程;2007年08期

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3 孫榮軍;;國產(chǎn)隨鉆測量定向鉆進系統(tǒng)在寧夏汝箕溝煤礦的應用[A];第六屆全國煤炭工業(yè)生產(chǎn)一線青年技術創(chuàng)新文集[C];2011年

4 姚寧平;張杰;姚亞峰;王力;林陽;;井下梳狀定向孔技術與裝備在煤層氣抽采中應用[A];2013年煤層氣學術研討會論文集[C];2013年

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3 姚寧平;;我國煤礦井下近水平定向鉆進技術的發(fā)展[J];煤田地質與勘探;2008年04期

4 李喬喬;姚寧平;張杰;;煤礦井下水平定向鉆孔軌跡設計[J];煤礦安全;2011年12期

5 閆以朋;;礦井水害的防治[J];煤炭技術;2010年03期

6 姚寧平;孫榮軍;葉根飛;;我國煤礦井下瓦斯抽放鉆孔施工裝備與技術[J];煤炭科學技術;2008年03期

7 虎維岳;田干;;我國煤礦水害類型及其防治對策[J];煤炭科學技術;2010年01期

8 姚寧平;張杰;李喬喬;;煤礦井下近水平定向鉆技術研究與應用[J];煤炭科學技術;2011年10期

9 姚寧平;張杰;李泉新;金新;劉睿全;彭濤;;煤礦井下梳狀定向孔鉆進技術研究與實踐[J];煤炭科學技術;2012年05期

10 于連江，陳國良;彎殼體螺桿鉆具[J];石油礦場機械;1995年05期

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9 于清杰;在白云東礦邊坡穩(wěn)定性研究中“巖心定向鉆探”應用述評[J];包鋼科技;1991年04期

10 吳小建;;螺桿鉆定向鉆探技術在煤層氣鉆井中的應用[J];探礦工程(巖土鉆掘工程);2006年11期

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本文編號：2542266